Intégration de fibres optiques dans des pièces issues de procédés de fabrication additive métallique

par Quentin Pouille

Projet de thèse en Mécanique des matériaux

Sous la direction de Pascal Aubry et de Fernando Lomello.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec CEA/SEARS - Service d'études analytiques et de réactivité des surfaces (laboratoire) et de École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne) (référent) depuis le 04-01-2021 .


  • Résumé

    Au cours des dix dernières années, la fabrication additive a réalisé d'énormes progrès et devient une technologie très prometteuse pour le développement de pièces mécaniques complexes en géométrie mais également en composition. Elle se base généralement sur l'impression couche par couche en utilisant un faisceau laser ou d'électrons projeté sur un lit de poudre. Cela permet de réaliser des pièces impossibles à usiner de manière classique, d'atteindre des très bonnes précisions et un plus grand contrôle des paramètres de fabrication au niveau des couches en comparaison aux méthodes de fabrication conventionnelles. Ces caractéristiques peuvent être utilisées dans le but d'intégrer des capteurs à fibres optiques dans les pièces métalliques en cours de leur fabrication. Ces capteurs peuvent mesurer la température, la contrainte, le débit de dose et la dose reçue … De façon repartie sur toute la longueur de la fibre point par point avec une résolution spatiale pouvant attendre le millimètre et avec une précision de quelques fractions du degré pour la température et de quelques μs pour la déformation. Cette intégration ouvre le champ à des applications d'un intérêt majeur pour l'assainissement et le démantèlement des installations nucléaires et la gestion des déchets en permettant d'accéder aux conditions de fonctionnement dans le volume de structure métallique diverses sans crainte de l'agression extérieure sur les capteurs positionnés en surface (corrosion, casse lors de transports…). Elle permettra aussi de connaitre les taux d'usure des composants ce que facilitera leurs acheminements durant la phase du démantèlement.

  • Titre traduit

    Integration of optical fiber into SLM parts


  • Résumé

    Over the past ten years, additive manufacturing has made enormous progress and is becoming a very promising technology for the development of mechanical parts that are complex in geometry but also in composition. It is generally based on layer-by-layer printing using a laser or electron beam projected onto a bed of powder. This makes it possible to produce parts that cannot be machined in the conventional way, achieve very good precision and greater control of manufacturing parameters at the layer level compared to conventional manufacturing methods. These features can be used to integrate fiber optic sensors into metal parts during their manufacture. These sensors can measure the temperature, the stress, the dose rate and the dose received ... In a way distributed over the entire length of the fiber point by point with a spatial resolution that can reach a millimeter and with an accuracy of a few fractions of a degree for the temperature and a few μs for the deformation. This integration opens the field to applications of major interest for the remediation and dismantling of nuclear installations and waste management by allowing access to operating conditions in the volume of various metal structures without fear of attack. outside on the sensors positioned on the surface (corrosion, breakage during transport, etc.). It will also make it possible to know the component wear rates, which will facilitate their transport during the dismantling phase.